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塑膠汙染是當今世介面臨的重要環境問題之一，塑膠汙染不僅會破壞生物多樣性、加劇氣候變化，更危及人類和地球的健康。微生物降解塑膠是理想、環保的方法，也是近年來的研究重點。目前已發現眾多環境和宏基因組分析來源的塑膠解聚微生物和酶，後續也利用理性和半理性設計改造以滿足其在活性和熱穩定性等方面需求。但目前降解塑膠的微生物和酶種類少、降解效率低，因此亟需進行塑膠降解酶的挖掘、改良及應用開發。
中國科學院微生物研究所杜文斌課題組長期致力於推動微流控創新技術的產業化應用，並將微流控技術應用於環境不可培養和極端微生物資源獲取、潛在產酶和產活性代謝物功能菌株篩選和評價、複雜微生物群落生態功能和進化研究，以及病原微生物的檢測和臨床診斷等。近日，該團隊報道了基於微流控超高通量熒光啟用液滴分選平臺（Fluorescence-Activated Droplet Sorting，FADS）的塑膠解聚微生物單細胞篩選工作。該工作優化了高通量篩選平臺效能以及與環境樣品篩選的相容性，篩選通量達1000液滴/秒，分選準確率達到99.95%以上。較傳統篩選手段而言，FADS提供了海量微生物和酶突變體單細胞精準篩選的新平臺。FADS篩選過程包括三個步驟：單細胞的液滴包裹和孵育、PET模擬底物熒光素二苯甲酸酯（FDBz）的皮升液滴注射，以及反應後單細胞液滴的超高通量篩選。基於上述FADS分選流程，團隊成功地從來自PET紡織廠的廢水真實樣本中獲得了10多株PET解聚微生物類群菌株，並從高活性菌株中成功獲得了兩個可利用工程菌株異源表達的潛在PET降解新酶，初步驗證了菌株和新酶的降解活性。後續團隊將致力把FADS篩選技術推廣到其他塑膠（如PE、PP、PS、PU等）降解菌和新酶的高通量挖掘和改造中，為塑膠綠色生物降解和迴圈利用提供更多新型微生物資源。
來源：中國科學院
